【編者按】老是聽說3D打印竟块，那么3D打印到底是什么呢壶运？

老是聽說3D打印，那么3D打印到底是什么呢彩郊？

中國農(nóng)業(yè)大學(xué)3D打印研究中心主任周惠興教授說：“要談?wù)撧r(nóng)業(yè)3D打印前弯，首先得知道什么是3D打域阶骸秫逝？”

周惠興解釋道：“3D打印屬于快速成形技術(shù)的一種，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)询枚，適用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料违帆，通過逐層堆疊累積的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。本質(zhì)意思就是把材料堆積成需要的形狀金蜀，好比我們?nèi)ド碁┩娴臅r(shí)候刷后，用沙子堆城堡或者其他一些好玩的東西。很多時(shí)候由于沙子的疏松性能渊抄，城堡很難直接堆積起來尝胆，往往一堆就塌。3D打印也是如此禁妓，那么如何才能解決這個(gè)問題宠录？這就涉及到材料趟蛋、工藝、設(shè)備等三個(gè)方面的問題，這三個(gè)中的任何一種的改進(jìn)都可稱之為一種方法解瀑，專業(yè)術(shù)語稱之為 增材制造。增材制造的方法涉及到了方方面面。”

3D打印的過程通常是3D打印機(jī)在設(shè)計(jì)文件指令的導(dǎo)引下素牌，通過熔化固體粉末或熔融的液態(tài)材料，使其固化為一個(gè)特殊的平面薄層患漆。第1 層固化后墓且，3D 打印機(jī)打印頭返回，在第1 層外部形成另一薄層溃柑。第2 層固化后巴疾，打印頭再次返回，并在第2 層外部形成另一薄層稀境。如此往復(fù)玲躯，最終薄層累積成為三維物體。

在周惠興的實(shí)驗(yàn)室里鳄乏，記者見到了兩臺3D打印機(jī)正在運(yùn)轉(zhuǎn)著跷车，一臺剛剛打印出了“福”字的下半部分橱野，一臺似乎才開始打印朽缴，看不大出打印的是什么物件。打印機(jī)上方的架子上擺放著所需要的材料水援，是湊齊了七種顏色的線條密强。

周惠興指著線條說：“這是由玉米淀粉制成的材料，在打印機(jī)后面有個(gè)專門放置線匣子的地方蜗元，連著兩根打印機(jī)上面的兩根管子或渤，這兩根管子通過將線條輸入噴頭內(nèi)，高溫溶成液體奕扣，輸送到打印機(jī)內(nèi)薪鹦，在輸出噴頭的一瞬間凝結(jié)成固體，由此打印出物體惯豆。物體的形狀是事先通過設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)好之后池磁，將數(shù)據(jù)輸入打印機(jī)內(nèi)≡嶙眩”

在線條的旁邊架子上放的則是通過3D打印技術(shù)生產(chǎn)出來的成品捻尉，是一排五顏六色的花朵。周惠興說：“這些目前是用作玩具設(shè)計(jì)的努示，由于成本低候钟、制造速度快、節(jié)約時(shí)間躬筐、設(shè)計(jì)制造一體化的優(yōu)勢据鼓，它很可能在未來掀起制造業(yè)的革命。”

與農(nóng)業(yè)3D打印結(jié)緣

北京市中農(nóng)富通園藝有限公司（以下簡稱“中農(nóng)富通”）是一家以中國農(nóng)業(yè)大學(xué)弦银、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院态措、北京市農(nóng)林科學(xué)院、北京農(nóng)學(xué)院等科研院校為技術(shù)依托的農(nóng)業(yè)高科技企業(yè)宦衡。同時(shí)桑抱，也是國內(nèi)最早投入農(nóng)業(yè)3D打印研究的企業(yè)，在2016年10月份舉辦的北京國際農(nóng)業(yè)農(nóng)產(chǎn)品展覽會上尼荆，中農(nóng)富通展出的“3D生物打印機(jī)吸引了不少人的眼球左腔。

他們的研究顧問便是周惠興。周惠興早期的研究是直線電機(jī)和精密運(yùn)動控制捅儒，2013年他首先將直線電機(jī)技術(shù)應(yīng)用于3D生物打印領(lǐng)域液样。2015年10月份由國家863項(xiàng)目支持，周惠興及相關(guān)企業(yè)聯(lián)合研制的首臺3D生物血管打印機(jī)問世巧还。

同時(shí)鞭莽，他開始將3D打印技術(shù)應(yīng)用于不同的工業(yè)領(lǐng)域。

2013年麸祷，周惠興在學(xué)校組織的一次會議上聽同事說到澎怒，我國的農(nóng)機(jī)裝備造價(jià)高昂，工藝復(fù)雜阶牍，不能很好的滿足我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的要求喷面。同事的話給長期從事3D打印研究工作的周惠興提了個(gè)醒——何不用3D打印技術(shù)完成農(nóng)機(jī)裝備的復(fù)雜部件制造工作。由此走孽，周惠興開始了農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的3D打印技術(shù)研究惧辈。

2015年，通過同校老師的推薦洪洪，中農(nóng)富通了解到周惠興在做3D打印的研究工作先俐，便邀請他去公司做演講丘三。演講之后极谚，周惠興成為了中農(nóng)富通3D打印技術(shù)的研究顧問。

2016年年初许辖，中農(nóng)富通正式撥款啟動研發(fā)項(xiàng)目疲些，中農(nóng)富通負(fù)責(zé)3D打印項(xiàng)目的工作人員說：“目前，公司主要在農(nóng)機(jī)裝備贮猛、園藝觀賞眷抠、食品等三個(gè)方面進(jìn)行研究。食品的3D打印尚未成熟闺蜈，但是農(nóng)機(jī)裝備和園藝觀賞已經(jīng)有了一定的系統(tǒng)性研發(fā)漏踊，我們會根據(jù)客戶需要來進(jìn)行定制化打印，這樣會更符合市場一些。尤其是農(nóng)機(jī)裝備零部件的打印更是如此娱畔±阑洌”中農(nóng)富通將為農(nóng)機(jī)及國內(nèi)創(chuàng)新教育領(lǐng)域提供3D打印技術(shù)服務(wù)。

3D打印改變農(nóng)機(jī)制造

農(nóng)業(yè)機(jī)械的作業(yè)對象為生物及其生長的環(huán)境部凑，如種子露乏、作物、土壤涂邀、肥料瘟仿、農(nóng)藥等，由于它們品種繁多比勉、形狀復(fù)雜劳较、物理機(jī)械性質(zhì)多變并且軟弱易傷，所以為滿足各項(xiàng)作業(yè)的農(nóng)業(yè)技術(shù)要求浩聋，農(nóng)業(yè)機(jī)械的研發(fā)相當(dāng)復(fù)雜兴想。

同時(shí)，農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)過程中許多的作業(yè)環(huán)節(jié)赡勘，因各地自然條件嫂便、作物構(gòu)成和耕作制度的差異，造成了農(nóng)業(yè)機(jī)械的多樣性闸与。使得農(nóng)業(yè)機(jī)械研發(fā)項(xiàng)目必然種類繁多毙替、研發(fā)面廣、成本高喳卢。

長期以來弯枢，由于農(nóng)業(yè)機(jī)械工作對象的復(fù)雜性，在科研坦妙、開發(fā)過程中涡瀑，以水泵葉輪為代表的模具形狀復(fù)雜。這些原型的制作非常麻煩璃帘，往往是先開模具婉错，然后再做出樣品，而運(yùn)用3D打印技術(shù)熬魄，無需開模具姐药，可以把制造時(shí)間降低。

周惠興認(rèn)為滔壳，3D 打印可以改變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程和制作工序削晦。在設(shè)計(jì)方案綜合比較時(shí)，運(yùn)用3D 打印直接打印出設(shè)計(jì)模型武填，不僅可以直觀地進(jìn)行結(jié)構(gòu)方案比較挥昵，而且還可以多角度進(jìn)行技術(shù)分析唆阿。

為了更加直觀地展示，周惠興打開他的電腦锈锤，進(jìn)入一個(gè)名為“AUTODESK INVENTOR”的設(shè)計(jì)軟件酷鸦，里面有他設(shè)計(jì)的汽車模型。

隨著汽車模型的旋轉(zhuǎn)牙咏，周惠興說到：“在樣機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)臼隔，傳統(tǒng)方法主要考慮生產(chǎn)工藝能否實(shí)現(xiàn)，而運(yùn)用3D 打印妄壶，將會顛覆這一設(shè)計(jì)思路摔握，樣機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)不再過份考慮生產(chǎn)工藝問題，而可以進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)丁寄。在復(fù)雜件制作這個(gè)環(huán)節(jié)氨淌，傳統(tǒng)的方法往往是先做模具，再做出樣品伊磺，運(yùn)用3D 打印無需模具盛正，就可以短時(shí)間制造出實(shí)際零件出來⌒悸瘢”

山西省農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院副院長裴進(jìn)靈曾公開表示矢骚，一些好的設(shè)計(jì)理念，無論其結(jié)構(gòu)和工藝多么復(fù)雜肤俱，均可利用3D打印技術(shù)县防，短時(shí)間內(nèi)制造出來，從而極大地促進(jìn)了產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)绸搞，有效克服我國農(nóng)機(jī)工業(yè)設(shè)計(jì)能力薄弱的問題窍蟹。

對于3D打印應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械研發(fā)中，對農(nóng)機(jī)設(shè)備產(chǎn)生的影響亭结。裴進(jìn)靈將其概括為四個(gè)可以：可以使設(shè)計(jì)模型更加直觀舟到，設(shè)計(jì)更有效率；可以使研究中零件的三維實(shí)體設(shè)計(jì)更容易變?yōu)閷?shí)物臀嘱，提高研究階段效率章理；可以使樣機(jī)試制更快捷地完成，縮短樣機(jī)試制周期际终；可以為田間試驗(yàn)故障零件丙卧，短時(shí)間改進(jìn)琴致、制造誓呆、替換；可以快速更改技術(shù)細(xì)節(jié)样刷，提高生產(chǎn)效率仑扑。

挑戰(zhàn)傳統(tǒng)的3D打印食用技術(shù)

3D打印技術(shù)除了在農(nóng)機(jī)方面的應(yīng)用览爵，3D食品打印也正以迅雷不及掩耳之勢刷新人們的認(rèn)知。

2017年1月12日镇饮，南極熊獲悉蜓竹，國內(nèi)智慧商用3D打印技術(shù)引領(lǐng)者海芯科技宣布獲得千萬人民幣的投資，海芯科技的初創(chuàng)團(tuán)隊(duì)是由十余名清華大學(xué)校友聯(lián)合構(gòu)建的储藐。

這家專注于構(gòu)建極致3D打印體驗(yàn)與閉環(huán)生態(tài)的高科技企業(yè)俱济，立志成為3D打印領(lǐng)域的Windows，通過圖形化的操作系統(tǒng)真正讓所有非專業(yè)用戶都能使用3D打印機(jī)钙勃。目前主要產(chǎn)品包括Neobox蛛碌、Neobox O、三弟畫餅煎餅打印機(jī)等硬件辖源、Neobox OS操作系統(tǒng)以及3D打印工廠APP蔚携。

目前，Neobox已經(jīng)應(yīng)用于全國范圍內(nèi)的各行各業(yè)克饶，尤其在教育領(lǐng)域那辰，中關(guān)村二小、張家港外語學(xué)校玲侧、江西省科學(xué)院绑燃、中國科技館等都在借助Neobox積極推進(jìn)自身以及3D打印事業(yè)的發(fā)展。而三弟畫餅則早已成為食品3D打印領(lǐng)域的代表性品牌符破，多次被央視報(bào)道呈缴，并獨(dú)立獲得上千萬投資。

這次的投資案在資本寒冬下給2017年的3D打印行業(yè)開了個(gè)好頭耍烙。

過去幾年酌峻，很多組織、公司甚至個(gè)人都開始研究新型的3D打印食物扼希。美國國家航空航天局也曾委托研究人員開發(fā)3D食物打印機(jī)坊阎。

與此同時(shí)，由于3D打印技術(shù)釋放了各種設(shè)計(jì)的可能性工殖，廚師和餐館也對此青睞有加惶政。倫敦的一家3D打印餐廳Food Ink，已經(jīng)憑借其富有藝術(shù)性和創(chuàng)造力的餐盤上了頭條

雖說3D打印食物這一項(xiàng)技術(shù)發(fā)展迅速矮男，然而主流消費(fèi)者似乎并不買賬移必。堪培拉大學(xué)的研究員Deborah Lupton和Bethaney Turner做了一項(xiàng)關(guān)于3D打印食品前景的調(diào)查毡鉴。

調(diào)查結(jié)果顯示崔泵，被調(diào)查者沒有一個(gè)人聽說過3D打印的食物。

大多數(shù)參與者認(rèn)為3D打印過程有點(diǎn)像轉(zhuǎn)基因猪瞬，尤其當(dāng)實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的肉類也被用到打印過程中的時(shí)候憎瘸。在一個(gè)宣揚(yáng)自然和有機(jī)的社會思想中入篮，人們對從3D打印機(jī)里生產(chǎn)出來的食品多少會有些擔(dān)心，他們認(rèn)為這個(gè)生產(chǎn)過程“不自然”幌甘。

周惠興說：“其實(shí)3D打印食品目前在我們國家并不太普遍潮售，技術(shù)上也處在實(shí)驗(yàn)和研發(fā)階段，這個(gè)過程的普及可能需要幾年的時(shí)間锅风。但要相信3D打印出來的食品酥诽，是可以消費(fèi)的。我們正在和中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院一起研究可根據(jù)消費(fèi)者情況而自動配置營養(yǎng)成分的食品打印機(jī)皱埠，未來它將成為一個(gè)普通的家用電器為普通百姓服務(wù)盆均。對于3D打印，目前需要大量專業(yè)人才差齐，為此依堆，我們和中農(nóng)富通聯(lián)合成立了一個(gè)培訓(xùn)班，專門培養(yǎng)3D打印方面的人才气弥，因?yàn)橥约裕逃侨f物始源之本「耄”

現(xiàn)在兆送，周惠興的研究工作正在如火如荼的進(jìn)行著，對于農(nóng)業(yè)3D打印的未來炮罩，他認(rèn)為很樂觀棺距，周惠興說：“去年，李克強(qiáng)總理專門召集相關(guān)部門領(lǐng)導(dǎo)學(xué)習(xí)3D打印便是很好的證明圃匙×耱撸”

目前，周惠興團(tuán)隊(duì)也可以為大中小學(xué)提供3D打印創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方面的服務(wù)工作炎蹬，從中小學(xué)開始培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)方面的人才瞎喉。他們還設(shè)計(jì)了3D打印玩具賽車項(xiàng)目，以便讓更多的人竭沫，尤其是年輕人理解3D打印技術(shù)燥翅，并投入到這一未來的先進(jìn)制造項(xiàng)目領(lǐng)域。

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